Fisiologia do músculo estriado II

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Aula da disciplina Fisiologia Humana I (UEPA/Marabá, 2015, Biomedicina)

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Fisiologia do músculo estriado II

  1. 1. Fisiologia do músculo estriado II Fisiologia do músculo estriado II Prof. Dr. Caio Maximino Marabá/PA – 2015
  2. 2. Fisiologia do músculo estriado II Fatores que modulam a força de contração ● No músculo esquelético, o potencial de ação leva à liberação de Ca2+ e, portanto à contração ● Um único estímulo sempre leva à liberação máxima de Ca2+ (resposta tudo-ou-nada) e, portanto, a um abalo muscular máximo – Consequência: a gradação da força de contração é alcançada pelo recrutamento variável de unidades motoras ou pela mudança na frequência de potenciais de ação Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  3. 3. Fisiologia do músculo estriado II Recrutamento diferencial ● As fibras musculares são recrutadas numa ordem crescente de tamanho, porque – A reobase aumenta com o tamanho – A resistência de entrada diminui com o tamanho – A resistência da membrana diminui com o tamanho ● Ativação favorecida: Tipo RL Tipo FR→ → Tipo RR Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  4. 4. Fisiologia do músculo estriado II Princípio do tamanho Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  5. 5. Fisiologia do músculo estriado II Somação por frequência ● MAS um único estímulo não é suficiente para induzir a contração máxima da fibra, porque é breve demais para manter o sistema de filamentos deslizantes em movimento por tempo suficiente para que a posição final (contração máxima) seja alcançada ● Assim, o encurtamento do músculo só irá continuar se um segundo estímulo ocorrer antes que o músculo tenha relaxado completamente. ● Se a frequência de estimulação for tão alta que o músculo não consegue relaxar entre os estímulos, a contração máxima sustentada da unidade motora (tétano) irá ocorrer Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  6. 6. Fisiologia do músculo estriado II Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  7. 7. Fisiologia do músculo estriado II Tetanização e tipos de fibras musculares Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica Gastrocnêmio (F) Gastrocnêmio (S) Sóleo (S)
  8. 8. Fisiologia do músculo estriado II Modulação da força por arcos reflexos ● O reflexo miotático é um mecanismo de modulação da força de contração Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  9. 9. Fisiologia do músculo estriado II Relação comprimento-tensão ● Quando um. músculo contrai, gera força (normalmente mensurada como tensão) e diminui de comprimento – Para estudar as propriedades biofísicas do músculo, um desses parâmetros é mantido fixo enquanto o outro é mensurado ● Contração isométrica – O comprimento do músculo é mantido constante, e a força gerada durante a contração é mensurada ● Contração isotônica – A força de contração é mantida constante, e a mudança no comprimento do músculo é mensurada Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  10. 10. Fisiologia do músculo estriado II Tipos de contração Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  11. 11. Fisiologia do músculo estriado II Tipos de contração Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  12. 12. Fisiologia do músculo estriado II Relação comprimento-tensão ● Quando um músculo em repouso é esticado, resiste o estiramento por uma força que aumenta lentamente no início e cresce rapidamente conforme o estiramento aumenta – Influenciada pela fáscia associada ao músculo – Principal fator é a extensibilidade da titina, que mantém a estabilidade do filamento de miosina no centro do sarcômero ● Se estimula-se o músculo para a contração nesses diferentes comprimentos, a força contrátil aumenta conforme o comprimento é aumentado até um ponto L0 (comprimento ótimo) ● Conforme o músculo é esticado além de L0, a força de contração decresce Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  13. 13. Fisiologia do músculo estriado II Relação comprimento-tensão Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  14. 14. Fisiologia do músculo estriado II Relação comprimento-tensão e comprimento dos sarcômeros Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  15. 15. Fisiologia do músculo estriado II Relação força-velocidade Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica ● A velocidade com que o músculo encurta (contrai) é fortemente dependente da quantidade de força que o músculo desenvolve ● Na ausência de qualquer carga, a velocidade de contração é máxima (V0), e corresponde à taxa máxima de troca de pontes cruzadas – Proporcional à taxa máxima de turnover da mATPase) – V0 é maior em fibras rápidas do que em fibras lentas ● Aumentar a carga diminui a velocidade de contração até que, em carga máxima (i.e., carga igual à força máxima produzida pelo músculo), o músculo não pode mais se contrair; aumentos acima desse ponto resultam no estiramento do músculo (velocidade negativa) – Velocidade positiva – Movimento concêntrico – Velocidade negativa – Movimento excêntrico ● Uma curva potência-tensão reflete a taxa de trabalho exercido a cada carga e demonstra a taxa máxima de trabalho em carga sub-máxima.
  16. 16. Fisiologia do músculo estriado II Relação força-velocidade Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  17. 17. Fisiologia do músculo estriado II Papel das articulações no trabalho muscular ● “O corpo utiliza seus ossos e suas articulações como alavancas e pontos de apoio [fulcros] sobre os quais os músculos exercem força para mover ou resistir a uma carga” (Silverthorn, 2010, p. 428) ● Os ossos formam alavancas, as articulações flexíveis forma os fulcros, e os músculos presos aos ossos geram a força pela contração Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  18. 18. Fisiologia do músculo estriado II A articulação como alavanca Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  19. 19. Fisiologia do músculo estriado II A articulação como alavanca ● A distância relativa entre o fulcro e a carga e o ponto no qual o esforço é aplicado determina se uma alavanca vai operar como vantagem ou desvantagem mecânica – Se a carga está mais próxima e o esforço mais longe do fulcro, um esforço pequeno será necessário para mover uma carga maior por uma distância pequena ● Vantagem mecânica – mais força, menos velocidade, menos amplitude de movimento – Se a carga está mais longe do fulcro e o esforço é aplicado mais próximo deste, um esforço relativo maior será necessário para movimentar uma carga pequena ● Desvantagem mecânica – menos força, mais velocidade, mais amplitude de movimento Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  20. 20. Fisiologia do músculo estriado II Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  21. 21. Fisiologia do músculo estriado II Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  22. 22. Fisiologia do músculo estriado II Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica Força do bíceps braquial x 5 cm = 7 kg x 25 cm = 35 kg adicionais
  23. 23. Fisiologia do músculo estriado II Tipos de alavancas ● Alavancas de primeira classe (interfixas) – Fulcro entre o esforço e a carga – se o esforço estiver mais próximo do fulcro do que a carga, há vantagem mecânica – Se a carga estiver mais próxima do fulcro do que o esforço, há desvantagem mecânica ● Alavancas de segunda classe (inter-resistentes) – Carga entre o fulcro e o esforço – Sempre produzem vantagem mecânica, porque a carga sempre está mais próxima do fulcro do que o esforço ● Alavancas de terceira classe (inter-potentes) – Esforço entre o fulcro e a carga – Sempre produzem desvantagem mecânica, porque o esforço está sempre mais próximo do fulcro do que a carga Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  24. 24. Fisiologia do músculo estriado II Tipos de alavancas Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  25. 25. Fisiologia do músculo estriado II Coordenação entre os músculos ● Os movimentos comumente resultam da atividade global de diversos músculos. ● Em uma articulação, os músculos esqueléticos normalmente estão arranjados em pares antagonistas (flexores, extensores, abdutores-adutres, etc.) – Agonista – Contrai-se para causar a ação – Antagonista – Relaxa-se, permitindo os efeitos do agonista ● A definição do agonista e do antagonista é dinâmica – na extensão do braço, o tríceps (e não o bíceps) age como agonista ● Sinergistas – contraem em conjunto, normalmente estabilizando uma articulação ● Fixadores – Contraem para estabilizar a porção proximal de um membro enquanto o movimento ocorre na porção distal Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  26. 26. Fisiologia do músculo estriado II Coordenação entre os músculos ● Motor primário (= agonista) – braquial anterior ● Sinergista – Bíceps braquial ● Antagonista – Tríceps braquial ● Fixador – Rombóide Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  27. 27. Fisiologia do músculo estriado II Pares de agonistas e antagonistas Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica Movimento Agonista Antagonista Extensão do punho Extensor dos dedos Flexores dos dedos Flexão do cotovelo Bíceps braquial Tríceps braquial Extensão do cotovelo Tríceps braquial Bíceps braquial Flexão do ombro Deltóide anterior Peitoral maior Bíceps braquial Deltóide posterior Latíssimo do dorso Tríces do braço Extensão do ombro Deltóide posterior Latíssimo do dorso Deltóide anterior Peitoral maior Adução do ombro Latíssimo do dorso Peitoral maior Deltóide Abdução do ombro Deltóide Latíssimo do dorso Peitoral maior Flexão do tronco Reto do abdomen Eretor da espinha Extensão do tronco Eretor da espinha Reto abdominal Dorsiflexão Tibial anterior Gastrocnêmio Sóleo Plantarflexão Gastrocnêmio Sóleo Tibial anterior
  28. 28. Fisiologia do músculo estriado II Características biomecânicas dos ossos ● Material anisotrópico (resistência diversa a cargas aplicadas em diferentes direções) – A hidroxiapatita é um material rígido e rugoso com boa força compressiva e baixa força tênsil; confere anisotropia ao osso. – Colágeno têm módulo elástico baixo, boa força tênsil, baixa força compressiva. ● Força e dureza (osso cortical mais resistente) ● Propriedades viscoelásticas (respostas diferentes de acordo com a velocidade da carga) Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  29. 29. Fisiologia do músculo estriado II Compressão ● Carga que atua axialmente sobre o osso, diminuindo seu comprimento e aumentando seu diâmetro ● Quanto maior a carga de compressão, mais tecido deve ter o osso para suportá-la ● Carga compressiva é maior nas vértebras lombares e nos ossos dos membros inferiores Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  30. 30. Fisiologia do músculo estriado II Tração ● Carga oposta à compressão ● Atua axialmente sobre o osso, aumentando seu comprimento e diminuindo seu diâmetro ● Os ossos proximais dos membros superiores estão sob tração por parte dos ossos distais Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  31. 31. Fisiologia do músculo estriado II Cisalhamento ● Tipo de carga que tende a provocar um deslizamento de uma parte de um osso sobre outra ● Durante o movimento de agachamento, a articulação do joelho sofre cisalhamento Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  32. 32. Fisiologia do músculo estriado II Flexão ● Tipo de carga que tende a curvar um osso, provocando esforços de compressão de um lado e de tração de outro ● Ocorre quando uma força excêntrica é aplicada à extremidade de um osso, criando um momento (torque) em um plano que contém seu eixo longitudinal ● As forças musculares que atuam em ossos longos são exemplos de flexão Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  33. 33. Fisiologia do músculo estriado II Torção ● Tipo de carga que tende a torcer um osso ● Ocorre quando uma força tende a girar um osso em torno do seu eixo longitudinal enquanto uma de suas extremidades permanece fixa ● Deve-se ao torque produzido em um plano perpendicular ao eixo longitudinal do osso Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  34. 34. Fisiologia do músculo estriado II Cargas mecânicas sobre os ossos compressão tração cisalhamento torção flexão Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  35. 35. Fisiologia do músculo estriado II Cargas combinadas ● Como os ossos do corpo humano estão submetidos à força gravitacional, forças musculares e outros tipos de forças, eles geralmente estão submetidos a mais de um tipo de carga. ● A combinação de duas ou mais formas puras de carga é chamada carga combinada. ● A forma irregular e a estrutura assimétrica dos ossos também contribui para o surgimento de cargas combinadas. Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica
  36. 36. Fisiologia do músculo estriado II Respostas ósseas à carga ● Hipertrofia - aumento da densidade óssea (mineralização) em resposta ao aumento das cargas regularmente aplicadas (atividades físicas regulares). – Quanto maior a força regularmente aplicada, maior a mineralização do osso. ● Atrofia - diminuição da densidade óssea (mineralização) em resposta à redução das cargas regularmente aplicadas (sedentarismo). Propriedades biofísicas do músculo Modulação da força de contração Mecânica do movimento Biomecânica

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